2020年秋学期人教版九年级物理期末专题训练动态电路计算

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专题训练动态电路计算
1. (2019福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻.闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为()
第1题图
A. 0.3 A
B. 0.6 A
C. 0.9 A
D. 1.2 A
2. (2019邵阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1∶U2、I1∶I2分别是()
第2题图
A. 1∶1、4∶3
B. 1∶2、1∶3
C. 1∶1、1∶4
D. 1∶4、1∶1
3. (2019襄阳)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10 Ω.若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关________,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,应断开开关S1、S2,此时电流表的示数为I2,则I1∶I2=________.
第3题图
4. (2019南京)如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20 Ω,灯泡L标有“6 V 3 W”字样.(1)当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为________A,电路消耗的总功率为________W;(2)当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2 V,则R1的
阻值为________Ω,通电1 min R1产生的热量为________ J.
第4题图
5. (2019百色)如图所示的电路,电源电压恒定,R1、R2为两个定值电阻,L为“2.5 V0.5 W”的小灯泡.开关S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为0.55 A,的示数为0.1 A;保持S1闭合,断开S2、S3,小灯泡L恰好正常发光.求:
(1)小灯泡正常发光时的阻值R L;
(2)小灯泡正常发光1 min所消耗的电能;
(3)电源电压和电阻R1、R2的阻值.
第5题图
6. (2018襄阳)如图所示,电源电压恒定,当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为()
第6题图
A. 4∶3
B. 3∶2
C. 3∶4
D. 3∶1
7. (2019成都改编)如图甲所示的电路,电源电压U=10 V(恒定不变),R2=8 Ω,闭合开
关S后,表的示数为7 V;把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S后,表的示数为1.75 A.下列说法正确的是()
第7题图
A. 甲电路中表的示数为7 V
B. 乙电路中表的示数为2.25 A
C. 甲电路消耗的总功率为2.5 W
D. 乙电路中R1消耗的功率为10 W
类型3滑片移动引起的动态电路计算
8. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,移动滑片,使电压表示数与电压表示数之比为2∶1,此时R2的功率为P1;再次移动滑片,使电压表示数与电压表示数之比为1∶2,此时R2的功率为P2,则P1∶P2为()
第8题图
A. 1∶4
B. 1∶2
C. 1∶1
D. 4∶1
9. (2019齐齐哈尔)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10 Ω.闭合开关S, 滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表的示数为0.25 A;把滑片P移到中点时,电流表的示数为0.4 A,则下列选项正确的是()
第9题图
A. 滑片P在最右端时,通过R1、R2的电流之比为5∶8
B. 滑片P在最右端时,R1、R2两端电压之比为3∶1
C. 滑动变阻器的最大阻值为40 Ω
D. 电源电压为10 V
10. (2019河池)图甲是调光台灯的模拟电路,电源电压不变,小灯泡规格是“6 V 3 W”,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在A点时,滑动变阻器连入电路的电阻为R1,电压表的示数为4 V;当滑动变阻器的滑片P在B点时,滑动变阻器连入电路的电阻为R2,电压表的示数为2 V,且R2=2R1.小灯泡的I-U图像如图乙所示,则下列说法正确的是()
第10题图
A. 电源电压是6 V
B. R1的阻值是10 Ω
C. 当滑片在A点时,电路总功率是3.2 W
D. 当滑片在B点时,R2的功率是2.5 W
11. (2019江西)如图所示,将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中,通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光.则甲、乙两电路中的总电流之比I甲∶I乙=________,两电路的总功率之比P甲∶P乙=______.
第11题图
12. (2018莱芜)如图甲所示,电源电压一定,已知定值电阻R0=10 Ω.闭合开关S,滑动变阻器滑片P从最左端滑至最右端的过程中,电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R 之间的关系如图乙所示,则图乙中坐标值I1=________A;当电流表示数I=0.2 A 时,R0与R消耗的电功率之比为________.
第12题图
13. (2019淮安)如图所示,电源电压恒定不变,R为定值电阻.闭合开关,当滑动变阻器滑片置于1位置时,电压表的示数为4 V,电流表示数为0.2 A;当滑片由1移至2位置(如图虚线位置)时,电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A.则滑片置于1位置时滑动变阻器接入电路的阻值为________ Ω,滑片由1移至2位置的过程中,定值电阻R的电功率变化量为________W.
第13题图
14. (2018遵义)如图所示,电源电压保持不变,R1与R2都是定值电阻,R为滑动变阻器,当S1闭合、S2接a、滑动变阻器滑片置于最左端时,电压表示数为3.5 V,电流表示数为0.5 A;当S1闭合、S2接b、滑动变阻器滑片置于中点时,电压表示数减小了1.1 V,电流表示数增加了0.3 A,则R2=________Ω,再将滑动变阻器滑片置于最右端,此时电路消耗的总功率为________W.
第14题图
15. (2019达州)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“10 V 5 W”字样(不考虑温
度对灯丝电阻的影响),当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时,电流表的示数为1 A,此时灯泡正常发光,则滑动变阻器的最大阻值为________Ω.当S闭合、S1断开且滑动变阻器的滑片P在B端时,电压表的示数为________V,灯泡L的实际功率为________W.
第15题图
16. (2018南充)如图甲所示,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I-U图像如图乙所示,当灯电流为1 A时,灯正常发光,则灯的额定功率为______ W,滑动变阻器的最大值为______Ω.
第16题图
17. (2019枣庄)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,其规格为“20 Ω 1.5 A”,闭合开关S,当滑片P从一端滑到另一端的过程中,测到R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示,则电源电压为________V,定值电阻R0的电阻值为________Ω.
第17题图
18. 如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为40 Ω,闭合开关S 后,当滑动变阻器的滑片滑至中点时电流表的示数为0.3 A,电流表的示数为0.9 A,灯泡L正常发光,求:
(1)电源电压;
(2)灯泡L 的阻值;
(3)滑动变阻器接入电路阻值最大时,整个电路的功率.
第18题图
19. (2019南宁二中模拟)如图甲所示的电路中,电源电压为18 V 不变,定值电阻R 0阻值为10 Ω,小灯泡上标有“6 V 6 W”的字样,图乙是通过灯泡的电流与其两端电压的“I -U ”图像.求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)断开S 1、S 2,闭合S ,将滑片移至某处,当灯泡的电功率为2.4 W 时,滑动变阻器消耗的功率;
(3)闭合S 、S 1、S 2,滑动变阻器的滑片从最右端向左移动,当滑动变阻器连入电路的阻
值等于它总阻值的34
时,电流表示数变化了0.3 A ,此时保持滑片位置不动,2 min 内滑动变阻器消耗的电能.
1. C 【解析】由题意得:U 12 Ω+R 3=0.6 A ①,U 6 Ω+R 3=I ′②,②①得:I ′=12 Ω+R 36 Ω+R 3
×0.6 A ,因为1<12 Ω+R 36 Ω+R 3<12 Ω+2R 36 Ω+R 3=2(6 Ω+R 3)6 Ω+R 3
=2,所以0.6 A<I ′<1.2 A ,C 正确.故选C. 2. A 【解析】 当闭合S 和S 1时,两电阻并联,电流表测总电流,U 1=U ,I 1=U R 并=U R 1R 2
R 1+R 2
,当闭合S 和S 2时,两电阻仍然并联,电流表测R 2中的电流,U 2=U ,I 2=U R 2
.因电源电压不变,故U 1U 2=11,I 1I 2=R 1+R 2R 1,将电阻关系代入可得,I 1I 2=43
,A 正确.故选A. 3. S 1、S 2 4∶1 【解析】如图所示,要使电阻R 2、R 3并联,则电阻R 2、R 3中必须有电流通过,所以应闭合开关S 1、S 2,此时电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等
于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻R =R 1R 2R 1+R 2=10 Ω×10 Ω10 Ω+10 Ω
=5 Ω,此时电流表的示数:I 1=U R =U 5Ω
;断开开关S 1、S 2时,R 1、R 2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电压表的示数I 2=U R 1+R 2=U 10 Ω+10 Ω=U 20 Ω
,所以,I 1I 2=U 5 ΩU 20 Ω
=41
. 4. (1)0.8 4.8 (2)10 24 【解析】(1)闭合S 、S 1、S 2,R 2和灯泡并联,R 1短路,电流表测干路电流,因为灯泡正常工作,电源电压U =U L =6 V ,正常工作时流过灯泡的电流I L =P L U L =3 W 6 V =0.5 A ;流过R 2的电流为I 2=U R 2=6 V 20 Ω
=0.3 A, 电流表示数为I =I 2+I L =0.3 A +0.5 A =0.8 A ,电路的总功率为P 总=UI =6 V×0.8 A =4.8 W ;(2)闭合S 、断开S 1、S 2,R 1、
R 2串联,根据串联电路电压和电阻成正比,R 1R 2=U 1U 2,R 1=U 1U 2R 2= 2 V 6 V -2 V
×20 Ω=10 Ω,1 min R 1产生的热量Q =U 21R 1t =(2 V )210 Ω
×60 s =24 J. 5. 解:(1)小灯泡正常发光时的电流:I L =P L U L =0.5 W 2.5 V
=0.2 A 小灯泡正常发光时的阻值为:R L =U L I L =2.5 V 0.2 A
=12.5 Ω
(2)小灯泡正常发光1 min 消耗的电能:W =P L t =0.5 W×60 s =30 J
(3)当开关S 1、S 2、S 3均闭合时,R 1、R 2组成并联电路,电流表
测干路中电流,电流表测R 2所在支路中的电流,由欧姆定律得:U R 2=0.1 A ① U R 1=0.55 A -0.1 A =0.45 A ② 当开关S 1闭合,S 2、S 3断开时,电阻R 1与灯L 串联,且灯L 正常发光,由欧姆定律得:U -2.5 V R 1
=0.2 A ③ 联立②③解得:R 1=10 Ω,U =4.5 V
把U =4.5 V 代入①中得:R 2=45 Ω
6. C 【解析】由电路图可知,当两个开关都闭合,甲、乙两表为电压表时,R 1、R 2是串联的,其中甲电压表测的是电源电压,乙电压表测的是R 2两端的电压,因为两表的示数比为U 甲∶U 乙=4∶1,根据串联电路分压规律可知R 1∶R 2=3∶1;当开关S 1闭合、S 2断开,甲、乙两表为电流表时,R 1、R 2并联,其中甲电流表测得是通过R 2的电流,乙电流表测的
是干路电流,设电源电压为U ,R 1∶R 2=3∶1 ①,通过R 1的电流为I 1=U R 1
,通过R 2的电流为I 2=U R 2,所以甲电流表的示数为U R 2,乙电流表的示数为U R 1+U R 2
②,联立①②可得:两电流表的示数之比U R 2∶(U R 1+U R 2
)=3∶4.故选C. 7. C 【解析】甲图中三个电阻串联,电压表测量R 1和R 2两端的总电压,电压表
测量的R 2和R 3两端的总电压,由串联电路电压规律可知,电压表的读数是7 V 时,R 1
两端的电压是U 1=10 V -7 V =3 V ;图乙中,三个电阻并联,电流表
测量的是通过R 2和R 3的总电流,电流表测量的是通过R 1和R 2的总电流,因为通过R 2和R 3的总电流是1.75
A ,而通过R 2 的电流是I 2=U R 2=10 V 8 Ω
=1.25 A ,由并联电路电流规律可知通过R 3的电流是I 3=1.75 A -1.25 A =0.5 A ,所以R 3的电阻是R 3=U I 3=10 V 0.5 A
=20 Ω;所以对于甲图根据串联电路电压和电阻成正比可得:R 1R 2+R 3=U 1U 2+U 3,即R 18 Ω+20 Ω=3 V 7 V
,解得R 1=12 Ω;因此甲图中串联电路的总电阻是12 Ω+8 Ω+20 Ω=40 Ω,电路中的电流是I 串=U R 串=10 V 40 Ω
=0.25 A ,的示数是U 1+U 2=I 串(R 1+R 2)=0.25 A×(12 Ω+8 Ω)=5 V ,A 错误;电路中消耗的总
功率是P 串=UI 串=10 V×0.25 A =2.5 W ,C 正确;故乙图中,通过R 1的电流是I 1=U R 1=10 V 12 Ω≈0.83 A ,因此的读数是0.83 A +1.25 A =2.08 A ,B 错误;R 1消耗的电功率是P 1=U 2R 1=(10 V )2
12 Ω
≈8.33 W ,D 错误.故选C. 8. C 【解析】由图可知,电阻R 1与滑动变阻器R 2组成串联电路,电压表
测R 1两端的电压,电压表测滑动变阻器R 2两端的电压.当电压表与示数之比为2∶1时,说
明滑动变阻器连入电路的阻值为R 1的12,即R 2=R 12,U 2=U 3,P 1=U 22R 2=(13U )212R 1
=2U 2
9R 1;当电压表与
示数之比为1∶2 时,说明R 2′=2R 1,此时U 2′=23U ,P 2=U 2′2R 2′=(23U )22R 1=2U 2
9R 1;所以P 1P 2=11
,C 正确.故选C. 9. D 【解析】此电路为串联电路,电源电压不变,设电源电压为U ,则U =0.25 A×(10
Ω+R 2)①,U =0.4 A×(10 Ω+R 22
) ②,解方程组求得电源电压U =10 V ,R 2=30 Ω ,C 错误,D 正确;当滑片P 在最右端时,串联电路电流处处相等,因此电流之比为1∶1,A 错误;根据串联分压原理可得,此时两电阻两端电压之比等于电阻之比为1∶3,B 错误.故选D.
10. D 【解析】由题意知滑动变阻器的滑片P 在A 点时,电压表的示数U 1=4 V ,由图乙知I 1=0.4 A ,根据串联电路电压特点,电源电压U =U 1+R 1I 1=4 V +R 1×0.4 A ①;滑动变阻器的滑片P 在B 点时,电压表的示数U 2=2 V ,由图乙知I 2=0.25 A ,根据串联电路电压特点,电源电压U =U 2+R 2I 2=2 V +R 2×0.25 A ②;由于R 2=2R 1③,根据①②③解得R 1=20 Ω,R 2=40 Ω,U =12 V ,A 、B 错误;当滑动变阻器的滑片在A 点时,电路总功率P 1=UI 1=12 V×0.4 A =4.8 W ,C 错误;当滑动变阻器的滑片在B 点时,R 2的功率P 2=I 22R 2=(0.25 A)2×40 Ω=2.5 W ,D 正确.故选D.
11. 2∶1 2∶1 【解析】因为两灯泡规格相同,所以它们正常发光时的电流相同,设灯泡正常发光的电流为I ,甲图中,两灯泡并联,由并联电路电流规律知干路电流I 甲=2I ,乙图中,两灯泡串联,灯泡正常发光,则电路中电流为I 乙=I ,所以甲、乙电路中总电流之比为I 甲∶I 乙=2I ∶I =2∶1;根据P =UI 可知,当U 相同时,P 与I 成正比,所以甲、乙电路中总功率之比P 甲∶P 乙=I 甲∶I 乙=2∶1.
12. 0.1 2∶1 【解析】 由电路图甲可知,R 0与R 串联,电流表测电路中的电流.当
滑片位于最左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流I 大=0.3 A ,由欧姆定律可得,电源电压U =I 大R 0=0.3 A×10 Ω=3 V ;当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,由图乙可知,变阻器的最大阻值R
=20 Ω,所以电路中的最小电流I 小=U R 0+R = 3 V 10 Ω+20 Ω
=0.1 A ,即图乙中坐标值I 1=I 小=0.1 A ;当电流表示数I =0.2 A 时,电路中的总电阻R 总=U I =3 V 0.2 A
=15 Ω,则滑动变阻器接入电路的阻值R ′=R 总-R 0=15 Ω-10 Ω=5 Ω;定值电阻R 0消耗的电功率与滑动变阻器R 消耗的电功率之比为P 0∶ P ′=I 2R 0∶I 2R ′=R 0∶R ′=10 Ω∶5 Ω=2∶1.
13. 20 0.5 【解析】由图可知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;滑片P 在1处时,R P 1=4 V 0.2 A =20 Ω;滑片P 在2处时,R P 2=3 V 0.3 A
=10 Ω;则根据欧姆定律,有0.2 A =U 20 Ω+R , 0.3 A =U 10 Ω+R
,可得R =10 Ω,U =6 V ;滑片P 由1移至2位置的过程中,R 阻值不变,滑片P 在1位置时,P 1=I 21R =(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W ,滑片P 在
2位置时,P 2=I 22R =(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W ,则电功率 变化量ΔP =P 2-P 1=0.9 W -0.4 W
=0.5 W.
14. 3 28 【解析】当S 1闭合、S 2接a 、滑动变阻器置于最左端时,R 1、R 2、R 串联,电压表测R 1、R 2两端的电压,U 1=3.5 V ,I 1=0.5 A ,当S 1闭合、S 2接b 、滑动变阻器置于
R 中点时,R 1、R 2、12
R 串联,电压表测R 2两端的电压,U 2=3.5 V -1.1 V =2.4 V ,I 2=0.5 A +0.3 A =0.8 A ,R 2 =U 2 I 2=2.4 V 0.8 A
=3 Ω;(R 1+R 2)×I 1=3.5 V ,解得R 1=4 Ω,电源电压U =3.5 V + I 1R ①;U = I 2 R 1+2.4 V + I 2×12
R ②,由①②可得:R =21 Ω,代入①式解得 U =14 V ,滑动变阻器置于最右端时,只有R 1、R 2串联接入电路,P =U 2 R 1+R 2 =(14 V )24 Ω+3 Ω
=28 W. 15. 20 5 1.25 【解析】当S 、S 1都闭合且滑动变阻器的滑片P 在A 端时,小灯泡与滑动变阻器并联接入电路,且滑动变阻器全部电阻接入电路,电流表测电路电流,由于此时小灯泡正常发光,所以电源电压等于小灯泡的额定电压,即电源电压U =10 V ,通过小灯泡的电流为I L =P L U L =5 W 10 V
=0.5 A ,通过滑动变阻器的电流为I 变=1 A -0.5 A =0.5 A ,滑动变阻器的最大电阻为R 变=U 变I 变=10 V 0.5 A
=20 Ω;当S 闭合,S 1断开且滑动变阻器的滑片P 置于B 点时,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,小灯泡的电阻为R L =U L I L =10 V 0.5 A
=20 Ω,由于小灯泡的电阻与滑动变阻器的最大电阻相等,
所以电压表的示数为电源电压的一半,即电压表的示数为5 V ,小灯泡两端的实际电压也为
5 V ,小灯泡L 的实际功率为P L 实=U 2实R L =(5 V )220 Ω
=1.25 W. 16. 8 11 【解析】由图乙可知,当小灯泡的额定电流I 灯额=1 A 时,小灯泡的额定电压为U 灯额=U 电源=8 V ,则小灯泡的额定功率为P 灯额= U 灯额I 灯额=8 V×1 A =8 W ;由图乙可知,当滑动变阻器全部接入电路中时,通过电路的电流为I =0.5 A ,小灯泡两端的电压为U 灯=2.5 V ,则滑动变阻器两端的电压为U 变=U 电源-U 灯=8 V -2.5 V =5.5 V ,滑动变阻器
的最大阻值为R 变=U 变I =5.5 V 0.5 A
=11 Ω. 17. 12 10 【解析】电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流最大时,电路为R 0的简单电路,结合电源电压不变可得:I 1(R max +R 0)=I 2R 0代入数据得:0.4 A×(20 Ω+R 0)=1.2 A×R 0,解得:R 0=10 Ω;电源电压U = I 2R 0=1.2 A×10 Ω=12 V.
18. 解:(1)滑片滑至中点时滑动变阻器接入电路的阻值
R 1=R 2=40 Ω2
=20 Ω 电源电压U =I 1R 1=0.3 A×20 Ω=6 V
(2)通过灯泡L 的电流
I L =I 2-I 1=0.9 A -0.3 A =0.6 A
灯泡的阻值R L =U I L =6 V 0.6 A
=10 Ω (3)灯泡的功率P L =UI L =6 V×0.6 A =3.6 W
滑动变阻器的功率P R =U 2R =(6 V )240 Ω
=0.9 W P 总=P L +P R =3.6 W +0.9 W =4.5 W
19. 解:(1)根据P =U 2R 可得,灯泡L 正常发光时的电阻:R L =U 2L P L =(6 V )26 W
=6 Ω (2)断开S 1、S 2,闭合S ,这时小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当灯泡的电功率为2.4 W 时,灯泡两端的实际电压为U 灯实=3 V ,通过小灯泡的电流为0.8 A
滑动变阻器两端的电压:U 滑=U -U 灯实=18 V -3 V =15 V
由于小灯泡与滑动变阻器串联,所以通过滑动变阻器的电流为:I 滑=0.8 A
滑动变阻器消耗的功率:P 滑= U 滑I 滑=15 V×0.8 A =12 W
(3)闭合S 、S 1、S 2时,R 0与R 并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R 0的电流不变,则干路电流表示数的变化量即为通过R 电流的
变化量,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I =U R
可得,电流表示数的变化量: ΔI =ΔI R =U 34R -U R =18 V 34R -18 V R =0.3 A ,解得:R =20 Ω 由W =pt ,p =UI ,I =L 1R 得W =U 2R t 则2 min 内滑动变阻器消耗的电能:W =(18 V )234×20 Ω×2×60 s =2 592 J。

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